(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板をめっきするためのシステムであって、前記システムは、
（ｉ）第１の導電性側と、第２の導電性側とを備え、導電性基板の前記第１の側がめっきされる、導電性基板と、
（ｉｉ）基板ホルダーであって、前記基板ホルダーは、
前記導電性基板を前記基板ホルダーに結合することによって、前記基板ホルダーの第１の面が、前記導電性基板の前記第２の側に面する、結合手段と、
前記基板ホルダーの前記第１の面に結合される弾性接触手段であって、前記弾性接触手段は、第１の外部電位に接続可能である、弾性手段と、
を備える、基板ホルダーと、
を備えるシステムであって、前記導電性基板の前記第２の側の第１の部分は、絶縁体が設けられ、前記導電性基板の前記第２の側の第２の部分は、少なくとも１つの接触領域を形成し、前記弾性接触手段は、前記少なくとも１つの接触領域において少なくとも１つの接触点で接触し、
前記導電性基板の前記第２の側の前記第１の部分および前記第２の部分は、前記絶縁体が少なくとも１つのキャビティを形成し、前記少なくとも１つの接触領域が前記キャビティに設けられるように配置される、システム。
【請求項２】
少なくとも１つの電気絶縁体の少なくとも１つの層を備える端部絶縁層（１０３Ｃ）が、前記導電性基板の端部を覆う、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの接触領域は、前記第２の側の少なくとも５０％を覆う、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記弾性接触手段は、前記導電性基板の中心から前記導電性基板の周囲端部までの距離に沿った少なくとも２つの接触点において前記接触領域と接触する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの接触領域は、前記導電性基板の中心に設けられる、請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
前記導電性基板は、前記基板ホルダーに密閉して結合され、それによって、電解質溶液が前記導電性基板の前記第２の側と接触するのを防止する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記絶縁体はパターン形成され、それによって、複数の接触領域が前記第２の導電性側に設けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記パターンは、同心円または円弧の形状である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記接触手段の配置がパターン形成され、それによって、複数の接触点が前記第２の導電性側に設けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記結合手段は、前記基板ホルダー（１０１）の周囲に沿って締め付けリングもしくは端部グリッパー、または圧力付与手段および気密シールを備え、前記気密シールは前記基板ホルダー（１０１）の周囲に沿って配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記締め付けリング（３０２）または前記端部グリッパーおよび前記基板ホルダー（１０１）は、ガイド要素（５０１）によって互いに連結され、前記基板ホルダー（１０１）の周囲に沿って離間しており、前記ガイド要素（５０１）はアクチュエータに接続され、前記アクチュエータは、ロード／アンロード位置まで低下、および／または処理位置まで上昇するように適合される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
少なくとも２つの接触手段を備え、第１の弾性接触手段が前記第１の外部電位に接続可能であり、第２の弾性接触手段が第２の外部電位に接続可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
導電性基板をめっきする間、該導電性基板を保持するための基板ホルダーであって、
前記導電性基板を前記基板ホルダーに結合し、それによって、前記基板ホルダーの第１の面が、前記導電性基板の第２の側に面する、結合手段と、
前記基板ホルダーの前記第１の面に結合され、少なくとも１つの外部電位に接続可能である、弾性接触手段と、
前記基板ホルダー（１０１）の前記第１の面に設けられ、前記導電性基板の第２の側に対抗する面に接触要素（１４０１Ａ）を有する弾性層（１４０２）と、
を備え、
前記接触要素（１４０１Ａ）は、前記弾性層（１４０２）と前記導電性基板とが所定の距離を保つ程度の厚さを有し且つ柔軟性を有する導電性箔であって、
前記接触手段の配置はパターン形成され、それによって、複数の接触点が、前記導電性基板の前記第２の側に設けられる、基板ホルダー。
【請求項１４】
前記接触手段は、前記基板ホルダーの前記第１の面に分配され、弾性接触要素（７０１Ａ）と相互接続する、相互接続構造（７０１Ｂ）を備える、請求項１３に記載の基板ホルダー。
【請求項１５】
前記相互接続構造（７０１Ｂ）の分配は、星形、同心円の形状、または同心円の形状と星形との組み合わせからなる群より選択される形状である、請求項１４に記載の基板ホルダー。
【請求項１６】
前記接触要素（７０１Ａ）は、前記相互接続構造（７０１Ｂ）を介して共通の電位ノード（７０２）に互いに並列に電気接続される、請求項１４に記載の基板ホルダー。
【請求項１７】
前記接触要素（７０１Ａ）は、前記第１の面に垂直な方向において柔軟性及び弾性がある、請求項１４に記載の基板ホルダー。
【請求項１８】
接触手段（３０４）に、または前記基板ホルダー（１０１）と前記導電性基板との間の空間に、または前記接触手段と前記基板ホルダー（１０１）との間の空間に、過圧または低圧を供給する少なくとも１つのダクト（１１１）を備える、請求項１３に記載の基板ホルダー。
【請求項１９】
前記接触手段（３０４）は、前記接触手段のベローズに供給されるガス圧によって前記第１の面に垂直な方向において可動である、請求項１８に記載の基板ホルダー。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのダクトに接続される圧力アクチュエータ（５０２Ａ、５０２Ｂ）を備え、前記圧力アクチュエータは、低圧によって前記導電性基板を保持でき、前記圧力アクチュエータは、前記導電性基板が前記基板ホルダーの前記第１の面に近接するように、または前記基板ホルダーの前記第１の面から離れるように伸縮可能である、請求項１８に記載の基板ホルダー。
【請求項２１】
前記基板ホルダー（１０１）の大部分に設けられ、前記ダクトに接続される加圧チャンバを備え、前記加圧チャンバは、前記接触手段（３０４）または前記基板ホルダー（１０１）と前記導電性基板との間の空間または前記接触手段と前記基板ホルダー（１０１）との間の空間と連通する、請求項１８に記載の基板ホルダー。
【請求項２２】
接触手段（３０４）は、リニアモーター、ステッピング・モーター、または回転モーターによって作動される部材に取り付けられ、それによって、前記接触手段（３０４）は、前記第１の面に垂直な方向に可動である、請求項１３に記載の基板ホルダー。
【請求項２３】
接触手段（３０４）は、フック、ループ、またはチューブを備え、前記第１の面に垂直な方向において弾性がある、請求項１３に記載の基板ホルダー。
【請求項２４】
接触手段（３０４）は、前記基板ホルダー（１０１）内の少なくとも１つの一体化された導線を用いて前記基板ホルダー（１０１）の前記第１の面に結合されることができ、前記少なくとも１つの導線は前記接触手段および少なくとも１つの外部電位に接続する、請求項１３に記載の基板ホルダー。
【請求項２５】
接触手段（１２０１）は、前記基板ホルダー（１０１）の前記第１の面に結合される柔軟性のある弾性層（１２０２）に取り付けられる接触要素（１２０１Ａ）を備える、請求項１３に記載の基板ホルダー。
【請求項２６】
前記接触要素（１２０１Ａ）の弾性層（１２０２）に近接する側と反対側に且つ弾性層（１２０２）から所定の距離を保つ位置に配置される、柔軟性のある導電性フィルム（１２０３）を備える、請求項２５に記載の基板ホルダー。
【請求項２７】
接触手段（１３０１Ａ）に近接する剛性の導電層（１３０２）を備え、前記剛性の導電層（１３０２）は、前記基板ホルダー（１０１）と電気接続され、前記接触手段（１３０１Ａ）は前記導電層（１３０２）と前記導電性基板とが所定の距離を保つ程度の厚さを有して突出する導電性接触構造（１３０３）を備える導電性箔である、請求項１３に記載の基板ホルダー。
【請求項２８】
接触手段（１５０１Ａ）は、気密シールによって前記基板ホルダー（１０１）の周囲に沿って前記基板ホルダー（１０１）の前記第１の面に固定される、薄い導電性箔であり、前記薄い導電性箔は、前記基板ホルダーの前記第１の面と前記薄い導電性箔との間の容積を規定し、前記容積は少なくとも１つの第１のダクトに接続される、請求項１８に記載の基板ホルダー。
【請求項２９】
前記接触手段（１５０１）は、互いから電気絶縁される同心円に分割される、請求項２８に記載の基板ホルダー。
【請求項３０】
円弧の間に形成されるトレンチ（１５０３）が、該トレンチに配置されるバルブ（１５０２）を備え、前記バルブは少なくとも１つの第２のダクトに接続される、請求項２９に記載の基板ホルダー。
【請求項３１】
前記相互接続構造（７０１Ｂ、９０１Ｂ、１１０１Ｂ）に少なくとも１つのレジスタが設けられる、請求項１４に記載の基板ホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解めっきプロセスに使用される基板ホルダーに関する。より具体的には、本発明は、基板ホルダーに結合された導電性基板の裏側にあるキャビティとの電気接触を提供するように配置される物理的に適合可能な接触手段を備える基板ホルダーに関する。基板ホルダーに基板を配置するための方法もまた、提供される。
【背景技術】
【０００２】
電気めっきは、相互接続、部品、導波管、インダクタ、導体パッドなどの広範囲の用途におけるマイクロエレクトロニクスのために使用されている。
【０００３】
本発明によって準備されるようなマスター電極は、単層または多層のマイクロおよびナノ構造の製造、ＰＷＢ（プリント配線板）、ＰＣＢ（プリント基板）、ＭＥＭＳ（マイクロマシン技術）、ＩＣ（集積回路）相互接続、上記のＩＣ相互接続、センサ、フラットパネルディスプレイ、磁気および光学式記憶装置、太陽電池および他の電子デバイスの製造を含む用途に適切である。それは、導電性ポリマーの構造、半導体の構造、金属の構造の異なる種類にもまた使用され得、そして他の構造をこのマスター電極を用いて製造することも可能である。多孔質シリコンの形成などによって、シリコンにおける３Ｄ構造でさえ、可能である。
【０００４】
化学蒸着および物理蒸着もまた、メタライゼーションのために使用され得るプロセスであるが、一般に、他のメタライゼーションプロセスより安く、周囲温度および大気圧で行うことができるため、電気めっきが、多くの場合、好まれる。
【０００５】
ワークピースの電気めっきは電解質を含むリアクタ内で行われる。めっきされる金属を保有するアノードは、正電圧に接続される。一部の場合において、アノードは不活性であり、めっきされる金属は電解質中のイオンから生じる。半導体基板などのワークピースの導電性は、一般に、非常に低いので、めっきされる構造物は基板を介して裏側の接点に接続できない。従って、めっきされる構造物はまず、シード層などの導電層が設けられる。リード線がパターンを前側の接触子に接続する。その接触子は次いで、負電圧に接続される。電気めっきステップは、電解質およびアノードと、カソードを形成するワークピース上の導電層との間の印加される電場によって、金属がアノードから、または電解質中のイオンから、導電性パターン（カソード）に移動する、電解プロセスである。
【０００６】
上述のように、ワークピースは、通常、非導電性材料から構成される。めっきされるパターンは前側に位置するため、前側の導電層に電圧を印加することが必要である。電極とパターンを直接接触させることは、接触領域におけるめっきプロセスを妨げるため、さらなる導線および接触領域もまた、前側に位置しなければならない。
【０００７】
結果として生じる設定は以下の多くの不利点を有する。
−前側に接触領域を有することは、そうでなければめっきされるパターンに使用されることができない多くの空間を占める。
−できるだけ少ない空間を占めるように、接触領域はワークピースの周辺に制限される。
−めっきプロセスは、電極に近接して加速的速度で行われ、不均一のメタライゼーションを生じる。ワークピースのいずれかの部分が接触さ得る場合、めっきの不均一は改良される。
−接触領域に付与される電極子は、腐食剤、プロセスの間の電解質の環境などに曝され損傷を受けて、電極を劣化させる。
−耐久性のある電極を構築することは、複雑な設計および高価な材料を必要とする。
【０００８】
代替の装置およびプロセスは特許文献１に記載されており、基板ホルダーが、ワークピースの裏側の接触領域に印加される電極を備えて構築されており、その接触領域は、ワークピースの端部周囲に到達する導線、または基板を通って誘導する導電バイアスのいずれかに接続されている。しかし、特許文献１は、依然として、前側の空間を占めている導線および接触領域の問題を付随している。なぜなら、それらの導線および接触領域は、意図されるめっきに適合できないからである。また、電極は、めっきが意図されるワークピースの導電面との周辺の接触を確実にするためだけに、基板ホルダーの周辺に近接する少しの位置で固定され、ワークピースの裏側の対応する位置における接触配置を確保するために、ワークピースの接触領域および導線のレイアウトに対する要求が存在する。また、特許文献１による基板ホルダーは、ＥＣＰＲマスター電極、特にめっきを意図しない側に絶縁体を有するマスター電極をめっきするのに有効ではない。なぜなら、それは、電極接触がマスター電極の一部を導電することを保証できないからである。この基板はまた、基板ホルダーの電極に注意深く配置されなければならない。なおさらに、電極は、基板ホルダーを通してスライドできるように配置されるので、ワークピースの裏側と電極との分離を確保できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６３２２６７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明は、上述の欠点のうちの１つ以上を軽減、緩和または除去すること、および参照される種類の改良された基板ホルダーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的のために、第１の態様において、システムが提供される。そのシステムは、（ｉ）第１の導電側および第２の導電側を備える導電性基板であって、その導電性基板の第１の側はめっきされる、導電性基板と、（ｉｉ）導電性基板を基板ホルダーに結合することによって、基板ホルダーの第１の面が導電性基板の第２の側に面する結合手段と、基板ホルダーの第１の面に結合される弾性接触手段であって、第１の外部電位に接続可能な弾性接触手段と、導電性基板の第２の側を曝露する絶縁体が設けられ、それによって、少なくとも１つの接触領域が設けられる基板ホルダーと、を備え、その弾性接触手段は、少なくとも１つの接触領域の少なくとも１つの接触点において曝露された第２の側と接触する。
【００１２】
別の態様において、めっきの間に導電性基板を保持するための基板ホルダーが提供される。その基板ホルダーは、導電性基板を基板ホルダーに結合し、それによって、基板ホルダーの第１の面が導電性基板の第２の側に面する、結合手段と、基板ホルダーの第１の面に結合され、少なくとも１つの外部電位に接続可能な弾性接触手段と、を備える。
【００１３】
本発明の有益な特徴は従属請求項に規定される。
【００１４】
本発明のこれらおよび他の態様、特徴および利点は、添付の図面を参照して、以下の実施形態の詳細から明らかになり、解明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、電気めっきプロセスチャンバの断面図である。
【図２】図２Ａ〜Ｃは、本発明とともに使用するための導電性基板の例示的な設計を示す。
【図３】図３Ａ、３Ｂは、本発明による基板ホルダーの実施形態を示す。
【図４】図４は、本発明による基板ホルダーの実施形態を示す。
【図５】図５は、本発明による基板ホルダーの負荷／非負荷の実施形態を示す。
【図６】図６は、本発明による基板ホルダーの位置合わせの実施形態を示す。
【図７】図７は、本発明による基板ホルダーの電気接触の実施形態を示す。
【図８】図８は、本発明による基板ホルダーの電気接触の実施形態を示す。
【図９】図９は、本発明による基板ホルダーの電気接触の実施形態を示す。
【図１０】図１０Ａおよび１０Ｂは、本発明による基板ホルダーの接触要素の実施形態の詳細を示す。
【図１１】図１１Ａおよび１１Ｂは、本発明による基板ホルダーの接触要素の実施形態の詳細を示す。
【図１２】図１２Ａおよび１２Ｂは、本発明による基板ホルダーの接触手段の実施形態を示す。
【図１３】図１３Ａおよび１３Ｂは、本発明による基板ホルダーの接触手段の実施形態を示す。
【図１４】図１４Ａおよび１４Ｂは、本発明による基板ホルダーの接触手段の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して記載する。それらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるように例示の目的で記載する。しかしながら、そのような実施形態は本発明を限定するのもではなく、異なる特徴の他の組み合せが本発明の範囲内で可能である。
【００１７】
図１を参照すると、電気めっきプロセス装置１００の全体の断面図が示される。この図面は、めっきプロセスの操作原理の略図であり、このようなプロセスにおける基板ホルダー１０１の役割を示すことを意図する。
【００１８】
本発明の実施形態による電気めっきプロセスの間、導電性基板１０２が基板ホルダー１０１に結合される。導電性基板１０２は、導電性材料および／または半導体材料、例えば、金属性材料、またはシリコンなどのドープされた半導体材料のウェハであってもよい。導電性基板１０２は、結合手段によって基板ホルダー１０１に結合され得、電気めっきプロセスにおいて電解質から基板の裏側を密封する。そのような結合手段は、例えば、締め付けリング１０４であってもよい。締め付けリング１０４は、テフロン（登録商標）などの剛性の非導電性材料から構成されてもよい。
【００１９】
一実施形態において、前記導電性基板１０２は、少なくとも部分的に導電性シリコンウェハから構成される。
【００２０】
次いで、絶縁体の１つもしくはいくつかの層またはパターンが導電性基板１０２に配置され得る。あるいは、他の導電性材料が、導電性基板１０２に配置されてもよい。また、絶縁体の１つもしくはいくつかの層またはパターンが、導電性材料の１つもしくはいくつかの層またはパターンと組み合わされて、導電性基板１０２をパターン形成してもよい。
【００２１】
一実施形態において、基板ホルダー１０１は、ＰＰ（ポリプロピレン）、テフロン（登録商標）、またはＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの絶縁体、および別の実施形態においてステンレス鋼などの導電性材料から製造される。なおさらなる実施形態において、基板ホルダー１０１は主に絶縁体であるが、本発明においてさらに記載される接触手段と異なる１つもしくはいくつかの導電性部分を備えてもよい。導電性基板１０２は、電気絶縁層１０３でパターン形成される。絶縁層１０３は高くなった構造を形成し、その構造の間にキャビティが形成される。そのキャビティにおいて、導電面が曝露され、その上に、金属が電気めっきプロセスの間に堆積され得る。ボウル１０５がリザーバ１０６を備えて構築される。電気めっきプロセスの間、リザーバ１０６は電解質で充填される。電解質は、アノード１０７を通って、穏やかな流れで外部のリザーバ（図示せず）からポンプでくみ上げられる。アノード１０７は、導電性基板１０２までの電解質の流れを妨げないように、格子として形成されてもよく、これにより、電解質の表面の下が浸される。電解質は、絶縁層１０３によって形成されるキャビティ内で導電性基板に流れるようになる。電圧が、単一部分であっても、またはセグメント化されてもよいアノード１０７と、導電性基板１０２の裏側との間に印加され、それにより、曝露された導電面が、このプロセスにおいてカソードを形成する。さらに以下に記載するように、電圧が、基板ホルダー１０１を介して、アノード１０７と、導電性基板１０２の裏側との間に印加されてもよい。金属イオンがアノードにより放出され、電解質および印加された電場によって曝露された導電面の方へ運ばれ、その曝露された導電面に金属イオンがめっきされた金属層として堆積される。
【００２２】
別の実施形態において、アノードは不活性であり、イオンが電解質からのみ提供される。この実施形態において、新しいイオン電解質を定期的に再補充することが好ましい。
【００２３】
別の実施形態によれば、２種の電解質を用いるプロセスを可能にするために、透過膜（図示せず）がアノード１０７と基板ホルダー１０１との間でボウルに配置されてもよく、ボウルに第１の区画および第２の区画を生成し、第１の区画に基板ホルダー１０１が位置し、第２の区画にアノード１０７が位置する。透過膜は、アノード１０７における金属の溶解から生じる金属イオンおよび水などの無機物質を透過できるが、漂白剤および抑制剤などの有機物質を透過できない。第２の電解質が、第１の区画において膜の上、すなわち、基板ホルダー１０１が位置し、漂白剤および抑制剤を含み得る膜の側に注入されてもよい。漂白剤および抑制剤はアノード１０７において分解し得るので、それらが膜によってアノード１０７から分離されることは重要であり得る。基板ホルダー１０１とアノード１０７との間に透過膜を導入することにより、上記の問題が解決される。
【００２４】
基板を流れると、電解質は、矢印１０８によって示されるように、ボウル１０５からオーバーフローして、外部の電解質回収シンク１０９に流れる。シンクから、電解質は、プロセスに再循環されるように外部リザーバ（図示せず）に戻されてもよい。再循環されると、場合によって、電解質は、まず、コントロールステーションおよび／またはフィルター（図示せず）を通過し得る。電解質はまた、廃液として回収されてもよく、これは、プロセスに戻らないことを意味する。選択されるプロセスの流れは、問題のあるプロセスの要求に基づいて選択される。
【００２５】
従って、マスター電極の準備の間、本発明の実施形態に従って、基板ホルダーが電解質に基板を浸し、裏側を電解質から密封するのを維持しながら、金属が、基板の前側のキャビティにおいて電気めっきにより堆積される。一実施形態によれば、基板ホルダー１０１は、ピストン１１０および外部プロセス制御装置（図示せず）に取り付けられてもよい。全プロセスの間、基板ホルダー１０１は、図１に示すように、Ｚ軸の周りの方向に回転してもよい。これにより、基板にわたる電場および電解質の流れの変化に関してめっきプロセスの均一性を確保する。
【００２６】
図１に示す実施形態は、水平に配置される基板ホルダー１０１を示すが、傾斜プレーターなどの電気めっき装置のために基板ホルダー１０１を使用することも同様に可能である。傾斜プレーターにおいて、基板ホルダーは、ｚ軸に対して例えば３０°〜６０°、例えば４５°の間隔で傾斜されてもよい。別の代替は、ラックプレーターなどの電気めっき装置のための基板ホルダー１０１を使用することである。ラックプレーターにおいて、基板ホルダー１０１は、電解質に実質的に垂直に浸される。ラックプレーターの代替はまた、同じプロセス装置１００において同時に並行して複数の基板ホルダー１０１を使用することが可能である。
【００２７】
破線１１１によって表される外部導体および／またはエアダクトは、それぞれ、電気接触手段（図示しないが、基板ホルダー１０１に含まれる）に電力を供給し、ピストン１１０を介して基板ホルダー１０１にガス圧を供給する。ピストンの回転移動のために、少なくとも１つの外部電源との電気接点は必要であり得るが、当業者によって理解されるように、ブラシ接点、スライディング接点、または同様の摩擦接点手段を確立することは必ずしも必要ではない。
【００２８】
前記エアダクトの目的は、例えば、基板ホルダー１０１に対する基板１０２の結合などの用途のため、基板１０２を、基板ホルダー１０１に負荷／基板ホルダー１０１から非負荷するため、または締め付けリング１０４の移動を作動させるなどのために、基板ホルダー１０１にガス圧を供給することである。
【００２９】
導体および／またはエアダクト１１１は、ピストン１１０から、電源、ガスポンプ、操作者が装置および／またはプロセスの異なる部分を制御できるコンピューターなどのユーザーインターフェースからなる群より選択される少なくとも１つの装置などの装置の群を備える外部ユニット１１２までを経由する。
【００３０】
図２Ａ〜Ｂを参照すると、導電性基板１０２およびパターン形成された絶縁層１０３の複数の例示的な実施形態が示される。絶縁体１０３は、基板ホルダーに面する導電性基板１０２の側の第１の部分に設けられてもよい。従って、裏側の絶縁層１０３Ａは、前記の導電性基板１０２の側の第２の部分において、裏側を１つ以上の接触領域２０３に分けるためにパターン形成されてもよい。裏側のパターンは、通常、同心円または円孤の形状であるが、必ずしもそうでなくてもよい。真ん中の部分、すなわち裏側の中央は、通常、１つの接触領域を形成するために曝露された状態であるが、必ずしもそうでなくてもよい。図２Ｃに関してさらに記載されるように、裏側全体が、単一の裏側接触領域２０３を形成するように曝露された状態であることもまた、この実施形態の範囲内である。パターン形成された裏側は、前側のキャビティ内に予め堆積された材料が設けられる、ＥＣＰＲについてのマスター電極が、裏側に形成される異なる接触領域からいくつかの電圧に接続され得るという有益な技術効果をもたらす。これにより、マスター電極全体にわたるめっき効果を制御し、さらに均一な分配を保証することができる。従って、パターン形成された裏側を有することも利点がある。
【００３１】
一実施形態において、導電性基板の裏側は、導電性基板の前側を曝露する少なくとも１つのキャビティを形成する絶縁体が設けられるので、少なくとも１つの接触領域はそのキャビティに設けられる。従って、その導電性基板の裏側の第１の部分および第２の部分は、その絶縁体が少なくとも１つのキャビティを形成するように配置され、その少なくとも１つの接触領域２０３はそのキャビティ内に設けられる。
【００３２】
一実施形態において、少なくとも１つの接触領域２０３は、導電性基板１０２の裏側の斜線（ｄｉａｇｏｎａｌ）の少なくとも５０％を覆う。これに関して、導電性基板１０２の裏側の斜線の少なくとも８０％、例えば少なくとも９５％が接触領域２０３により覆われてもよい。このように、電圧の均一の分布が提供され得、前側での均一のめっき高さおよびめっき速度を確実にする。また、この実施形態は、１つの特定の裏側のパターンが、以下による、接触手段３０４の異なる構造と相互作用することができるという技術効果を提供する。
【００３３】
横方向における導電性基板１０２の抵抗率、または異なる電位の接触領域間もしくは前側のキャビティの間の横の間隔は、導電性基板１０２の前側の半径に沿った少なくとも２つの点において異なる電位を生じるのに十分に大きくなり得ることは理解されるべきである。
【００３４】
前側の絶縁層１０３Ｂは、基板が電気化学パターン複製（ＥＣＰＲ）プロセスにおいてマスター電極として用いられる場合、複製される配置でパターン形成される。前側の絶縁層１０３Ｂによって形成されるキャビティは、（前記電解質中の）実質的に不活性の導電性材料２０１の１つ以上の層（以下、電極層と呼ぶ）を用いて（初期のプロセスにおいて）予め配置される。電極層は、Ａｕ、Ｔｉ、Ｔｉｗ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｏおよび／または合金もしくはそれらの異種混合物からなる群から選択される材料であり得る。矢印２０２によって表される、電気分解プロセスの間、金属はその予め配置された電極層２０１に堆積される。
【００３５】
導電性基板により、導電性基板１０２の端部を覆う、少なくとも１つの電気絶縁体の少なくとも１つの層を含む、端部の絶縁層１０３Ｃの使用が可能となる。端部の絶縁層１０３Ｃの目的は、前記導電性基板が、電気化学パターン複製（ＥＣＰＲ）プロセスにおけるマスター電極として使用される場合、導電性基板と標的ウェハとの間の電気絶縁を提供することである。端部の絶縁層の別の目的は、基板ホルダー１０１とともに気密シールを提供すること、および基板ホルダー１０１による保持、または基板ホルダー１０１においてウェハを負荷もしくは非負荷するためのロボットアームによる保持プロセスの間の機械操作を可能にする表面を提供することである。端部の絶縁層１０３Ｃはまた、電解質が基板の裏側と接触するのを防止するために、プロセスの間に、基板１０２が基板ホルダー１０１に取り付けられる場合、ガスケットとともに気密シールを形成するために使用される。端部の絶縁層１０３Ｃは基板の端部から少なくとも１〜１０ｍｍを覆うことが好ましい。
【００３６】
端部の絶縁層１０３Ｃの別の利点は、後のＥＣＰＲプロセスにおけるマスター電極としての基板１０２の使用の間にある。マスター電極がパターン形成される基板に押し付けられる場合、端部の絶縁層１０３Ｃは、パターン形成される基板が端部に沿って短絡しないことを確実にする。
【００３７】
図２Ｃを参照すると、導電性基板１０２の別の例示的な実施形態が示される。この実施形態において、裏側全体は、基板ホルダーに面する導電性基板の側の第２の部分において単一の裏側の接触領域２０３を形成するように曝露されたままである。前側は構造化され、電極層２０１はくぼみに配置される。側壁は絶縁層１０３Ｂにより覆われる。
【００３８】
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、本発明による基板ホルダー１０１および物理的に適合可能な接触手段３０４の動作原理の実施形態が示される。物理的な適合可能な接触手段は、該接触手段３０４と任意の外部電源との間の電気接触を提供するように配置される任意のさらに記載される相互接続を除いて、基板ホルダー１０１から電気絶縁されている任意の電気接触手段であってもよい。さらなる相互接続は、例えば、基板ホルダー１０１を貫通するか、またはその周囲を通る導線であってもよい。そのような物理的に適合可能な接触手段は、垂直方向において構造化された表面に適合し、構造化された表面と電気接触を確立し、同時に、横方向において十分な基板の表面積を覆う。後のＥＣＰＲプロセスは、絶縁層（例えば端部の絶縁層１０３Ｃ）とキャビティの底部との間の特定のステップ高さを必要とするため、基板１０２の裏側に十分な電気接触を得ることができることも必要とする。これは、基板ホルダー１０１の物理的に適合可能な接触手段３０４の使用により確保される。接触手段３０４は、例えば、弾性により物理的に適合可能であり、基板１０２の裏側に面することを意図される基板ホルダーの表面に結合される。接触手段３０４が弾性であり、基板ホルダー１０１の表面に結合される場合、外部電源との電気接触が、基板ホルダー１０１を貫通するか、またはそれらの周囲を通る導線によって保証されてもよい。外部電源との電気接触が基板ホルダー１０１を貫通する導線によって保証される場合、導線は基板ホルダー１０１と一体化され得るので、導線は基板ホルダー内で動かない。これにより、内部空間３０６と基板ホルダー周囲の環境との間の十分な密封作用が確保される。
【００３９】
基板１０２の裏側の絶縁層１０３Ａ、１０３Ｃのパターンのレイアウトまたは厚さに関わらず、本発明の操作者は、図３Ａおよび３Ｂの矢印によって示した、物理的に適合可能な接触手段３０４を備える、基板ホルダー１０１を用いていずれかの曝露された接触領域２０３との接触を得ることを信頼できる。矢印は、垂直適合および横範囲の原理を示すことを意図するだけである。図３Ａおよび３Ｂの矢印はいずれかの物理的装置を表すものではない。
【００４０】
典型的に、裏側全体が接触されない場合、物理的に適合可能な接触手段は、導電性基板１０２の裏側で少なくとも２つの接触領域２０３、または導電性基板の中心から導電性基板の周辺端部まで一定の距離に沿って２つの接触点と接触させてもよい。それらの少なくとも２つの接触領域２０３は、少なくとも１つの半径に沿って配置されてもよい。少なくとも１つの半径に沿って少なくとも２つの接触領域２０３において基板１０２の裏側を接触することによって、電流はより均一に分配され、少なくとも１つの半径に沿った１つの接触領域のみより高速のめっきを可能にする。このように、基板ホルダーに面する導電性基板の側の第１の部分は、絶縁体１０３Ａ、１０３Ｃが設けられ、基板ホルダーに面する導電性基板の側の第２の部分は、少なくとも１つの接触領域２０３を形成し、弾性接触手段３０４は、その少なくとも１つの接触領域において少なくとも１つの接触点で接触する。
【００４１】
一実施形態において、接触手段３０４の配置はパターン形成され、それによって、いくつかの接触点が導電性基板の前側に設けられる。
【００４２】
図３Ａを参照すると、導電性基板１０２は、通常、締め付けリング３０２で基板ホルダー１０１に固定される。締め付けリングは、ＰＰ（ポリプロピレン）、テフロン（登録商標）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの剛性、絶縁かつ不活性の材料、または前述の絶縁不活性材料でコーティングした金属もしくはセラミックリングから作製されてもよい。図３Ａにおいて、締め付けリング３０２は、締め付けリング３０２と基板ホルダー１０１との間の垂直の接合面上のねじ穴のある面によって基板ホルダー１０１上にねじ込むことによって取り付けられる。締め付けリング３０２の下方部分には、傾斜している下部構造３０５が設けられ得る。この設計により、締め付けリング３０２が、基板１０２の前側付近の電解質の流れのかく乱または妨げを低減するという技術的効果がもたらされる。距離ｄは、好ましくは、１０ｍｍ未満、例えば５ｍｍ未満、例えば２ｍｍ未満の範囲であるべきである。
【００４３】
締め付けリング３０２は、その締め付けリングが意図される、基板ホルダー１０１および基板１０２に適合されるものと同じほど長い任意の適切な周囲または円周形状を有してもよい。従って、周囲または円周形状は、円、正方形、長方形、または多角形であってもよい。
【００４４】
基板の裏側への電解質漏出がないことを確保するために、ガスケット３０３Ａ−Ｃが設けられてもよい。さらに、上記のように、接触手段３０４は、基板ホルダーにおいて一体化された導線を備える基板ホルダー１０１の表面に取り付けられてもよく、前記導線は、基板の裏側に対する電解質漏出がないことを確保するために、接触手段および外部電源に接続する。ガスケット３０３Ａ−Ｃは、リップシール、ダブルリップシールまたはｏ−リングであってもよい。ガスケット３０３Ａは、基板ホルダー１０１と導電性基板１０２との間の内部空間３０６を密封する。操作の間または前／後に、内部空間３０６は、基板ホルダー１０１およびピストン１１０（図示せず）においてエアダクトを通して１ａｔｍ未満の圧力まで空気が抜かれ得る。低圧により、基板１０２を基板ホルダー１０１に固定することを確立する。
【００４５】
本発明の別の実施形態によれば、締め付けリング３０２を基板ホルダー１０１に対して機械的に押し付けることによって基板１０２を基板ホルダー１０１に固定することもまた実現可能である。これは、例えば当業者に公知のねじ／ボルト構造によって、基板ホルダー１０１と締め付けリング３０２との間に万力の作用を提供することによって達成され得る。好ましくは、次に、ねじ／ボルト構造は、その構造が導電性材料である場合、配置後、絶縁体により覆われて、その構造上での電気めっきを回避される。
【００４６】
追加的な圧力チャンバ（図示せず）が、基板ホルダー１０１の大部分に設けられてもよい。ダクトによって内部空間３０６に直接接続される、このチャンバの目的は、例えばダクトシステム（図示せず）のバルブにおける漏出に起因する、予期しない圧力変動に対して基板１０２の結合を保護することである。真空ポンプなどの外部源からエアダクトに低圧が付与され得る。バルブは、その外部源とエアダクトとの間に配置されてもよい。一実施形態において、いずれかのバルブまたはガスケットを介して望ましくない漏出が存在する場合でさえ、所望の低圧が達成されることを確実にするために、低圧が、プロセスの間、エアダクトに連続的に付与される。別の実施形態において、前記バルブは、基板を負荷または非負荷する場合、低圧を付与するために開口しているが、電気めっき操作の間、閉じており、予期されない漏出の事象において電解質が真空系に流れる危険性を減少させ得る。低圧はまた、取り外し可能なコネクタを介して付与されてもよい。この場合、基板ホルダーは、低圧が維持されることを確実にするための逆止弁を備えてもよい。外部空間３０７は、ガスケット３０３Ｂおよび３０３Ｃによって外側の環境から密封され、ガスケット３０３Ａによって内部空間から密封される。一実施形態において、超過ガスまたは低圧ラインにはボールベアリング弁が設けられてもよく、それによって、基板ホルダーは、圧力供給手段を回転させずに回転され得る。外部空間３０７は、ガスケット３０３Ｂおよび３０３Ｃを介する電解質漏出に対する追加的な安全手段として作用するために、その外部空間３０７は、必要に応じて、例えば圧縮空気または好ましくは窒素ガスなどの実質的に不活性なガスを導入することによって、１ａｔｍより大きい圧力まで増加されてもよい。圧力センサ（図示せず）もまた、測定した値を外部ユニット１１２に提供し、操作者に警告するため、または予見できない圧力変動の場合において予防手段を自動的に開始するために、内部空間３０６および外部空間３０７の圧力をモニターするように配置されてもよい。予防手段は、圧力の自動補正またはプロセスの失敗もしくは停止を含んでもよい。
【００４７】
導電性基板１０２はまた、上記の締め付けリング３０２によってのみ基板ホルダー１０１に結合されてもよく、その場合にまた、内部空間３０６に、例えば窒素ガスを用いることによって高い圧力が付与されてもよい。
【００４８】
エアダクトのノズル３０８は、基板ホルダー１０１の前面における溝または穴としての形状であってもよい。ノズル３０８は、同心円または放射状の直線、あるいはそれらの両方の組み合わせのパターンで配置されてもよい。異なる圧力が、異なるノズル３０８または異なる半径位置のノズル３０８の群に付与されてもよい。すなわち、付与される圧力は、基板ホルダー１０１の同心円に沿って均一であり得る。
【００４９】
図３Ｂを参照すると、導電性基板１０２が低圧のみにより基板ホルダー１０１に結合される、本発明の実施形態の断面が例示される。ガスケット３０３Ａは、電解質から内部空間３０６を密封する。
【００５０】
図４を参照すると、低圧が内部空間３０６に確立される本発明の別の実施形態が例示される。圧力は、導電性基板１０２を基板ホルダー１０１の方に曲げるのに十分に低い。それによって、電気接点が、基板ホルダー１０１の前側全体を実質的に覆う導電性プレートなどの接触手段（図示せず）により確立され得る。この実施形態において、導電性基板１０２の裏側は、おおよそ完全に曝露された状態であってもよい。さらなる実施形態において、内部空間３０６における低圧は、接触手段と導電性基板１０１との間の電気接触を向上するために、本発明に記載されている任意の接触手段と共に使用されてもよい。
【００５１】
図４は、締め付けリング３０２を含まないが、締め付けリング３０２を使用しながら、基板１０２を基板ホルダー１０１の方へ曲げることも同様に可能である。
【００５２】
図５を参照すると、本発明の別の実施形態の断面が例示される。締め付けリング３０２を基板ホルダー１０１に対してねじで回して締める代わりに、締め付けリング３０２および基板ホルダー１０１が、リング／ホルダーの周囲に沿って離間しており、ガイド要素５０１によって互いに結合されてもよい。従って、締め付けリング３０２は、リニアモーター、ステッピング・モーターもしくは回転モーターなどのアクチュエータ（図示せず）によって、または空気圧式アクチュエータによって、負荷／非負荷位置まで下げることができるか、またはプロセス位置まで上げることができる。負荷／非負荷位置において、基板１０２は、ロボットアーム（図示せず）によって自動的に、または操作者によって手動で負荷／非負荷されてもよい。負荷操作は、ガスケット３０３Ａと接触する基板１０２を持ち上げることによって実施されてもよく、その場所で、結合が、図３の記載に従って後で確立される低圧によって固定される。基板をガスケット３０３Ｂ上に下げ、ガスケット３０３Ａと接触する位置に持ち上げることはまた、基板１０２を負荷するために使用されてもよい。
【００５３】
基板１０２の基板ホルダー１０１内への負荷または基板ホルダー１０１外への非負荷を容易にするために、ガイド要素５０１の少なくとも２つの間の距離は、基板１０２の直径より大きいことが好ましい。
【００５４】
負荷／非負荷装置の別の実施形態は、前記少なくとも１つのダクトに接続され得る圧力アクチュエータ５０２Ａおよび／または５０２Ｂの形態であってもよく、圧力アクチュエータは、低圧によって導電性基板を保持でき、その圧力アクチュエータは、導電性基板を基板ホルダーの第１の面に近接させるか、または第１の面から離すように伸縮可能である。圧力アクチュエータ５０２Ａは、例えば、真空ピンまたは真空パッドであってもよく、一方、圧力アクチュエータ５０２Ｂは、例えば、真空チャックであってもよい。従って、圧力アクチュエータ５０２Ａおよび／または５０２Ｂは、基板ホルダー１０１の前側に取り付けられてもよい。基板１０２が基板ホルダー１０１に近接する場合、手動またはロボットアームのいずれかで、アクチュエータ５０２Ａおよび／または５０２Ｂが拡張されて、真空吸引によって基板１０２の裏側を保持する。アクチュエータ５０２Ａおよび／または５０２Ｂは、次いで、引っ込められて、基板１０２とガスケット３０３Ａとを接触させる。アクチュエータ５０２Ａは、例えば３つのアクチュエータ真空ピン５０２Ａを有する場合、１２０°の最大内部空間で円状に配置されてもよい。真空チャックなどのアクチュエータ５０２Ｂは、基板ホルダー１０１の中心に取り付けられてもよい。アクチュエータ５０２Ｂは、導電性基板１０２より小さい直径を有する。アクチュエータ５０２Ａおよび５０２Ｂの伸縮は、空気圧式手段によって、またはリニアモーターによって、またはステッピング・モーターによって、または回転モーター（図示せず）によってなされてもよい。
【００５５】
締め付けリング３０２の代わりに、フックまたはエッジグリップリング（締め付けリングと異なる）などのエッジグリッパー（図示せず）が、導電性基板１０２の端部を把持し、基板ホルダー１０１およびガスケット３０３Ａに対してその導電性基板１０２を引き付けるように使用されてもよい。
【００５６】
図６を参照すると、本発明の別の実施形態の断面が示される。基板ホルダー１０１および締め付けリング３０２は、ここで、傾斜したガイド面６０１Ａおよび６０１Ｂをそれぞれ備えて設計される。ガイド面６０１Ａおよび６０１Ｂは、負荷操作の間、基板ホルダー１０１に対して基板１０２を横方向および水平方向に配置するように使用される。基板ホルダー１０１および締め付けリング３０２にはさらに、ガスケット３０３Ａおよび３０３Ｂがそれぞれ備えられてもよい。明確さのために、それらは図６から除外している。
【００５７】
図６に示される締め付けリング３０２は、例えば、ねじ込みにより上記の基板ホルダー１０１に取り付けられてもよい。しかしながら、図５と共に記載されるガイド要素５０１を備える設計を使用することも同様に可能である。
【００５８】
裏側の絶縁層１０３Ａが使用され、基板１０２を基板ホルダー１０１に負荷する場合、裏側の絶縁層１０３Ａのパターンと基板ホルダー１０１の接触手段とを位置決めすることも必要であり得る。
【００５９】
図７を参照すると、基板ホルダー１０１および物理的に適合可能な接触手段７０１の前側の例示的な実施形態が例示される。
【００６０】
一実施形態において、物理的に適合可能な接触手段７０１は、装置が接触要素７０１Ａおよび相互接続構造７０１Ｂの両方を備えることを意味する。
【００６１】
物理的に適合可能な接触手段７０１は、ここで、星形のパターンで配置され、個々の接触要素７０１Ａは、相互接続構造７０１Ｂに沿って均一に離間している。相互接続構造７０１Ｂのパターンは、同心円または同心円と星形の組み合わせとして設計されてもよい。しかしながら、導電性基板１０２の十分な部分を覆うことができる任意の形状も本発明の範囲内である。図７Ａによる実施形態において、接触要素７０１Ａは、相互接続構造７０１ｂを介して互いに並列に電気的に接続される。接触要素７０１Ａは、次いで、相互接続構造７０１Ｂを介して共通の電位ノードに互いに並列に電気的に接続される。ノード７０２は、基板ホルダー１０１の中心に配置されてもよいし、されなくてもよい。ノード７０２は、次いで、図１と共に記載される少なくとも１つの外部電位（図示せず）にピストン１１０を介して接続される。異なる電位を導電性基板１０２の異なる部分に印加するために、接触要素７０１Ａを、個々に、または少なくとも２つの接触要素７０１Ａの群で、異なる電位に接続することも同様に可能である。このような場合、異なる電位を異なる接触要素７０１Ａに提供するために、ピストン１１０を介して複数の導体を少なくとも１つの外部電源に送ることが必要であり得る。通常、異なる電位を導電性基板１０２の異なる部分に印加する場合、例えば、同心の等電位円において電圧を印加するために、中心から特定の半径範囲において、特定のレベルで接触要素７０１Ａの電位を維持することが好ましい。
【００６２】
接触要素７０１Ａは、本発明の概念から逸脱せずに多くの異なる方法で設計されてもよい。しかしながら、全ての設計の共通および特徴的な特性は、接触要素７０１Ａが、垂直方向において柔軟性／弾性であるべきことが好ましい。従って、基板構造の形に関わらず、導電性基板１０２の裏側との電気接触の確立が可能となる。接触要素７０１Ａの異なる設計は、以下の図９〜１３と併せてより詳細に記載される。
【００６３】
図８を参照すると、基板ホルダー１０１および物理的に適合可能な接触手段７０１の前側を示す、本発明の別の例示的な実施形態が例示される。図８の装置は、大きな接触要素７１０Ｃが中心にあることのみ、７Ａの装置と異なる。全ての他の点で、この装置は同様であり、電気接続の構成の同様の代替および物理的に適合可能な接触手段７０１の配置を提供する。
【００６４】
一実施形態において、接触要素７０１Ａは導電性材料からなり、フック状に設計され、垂直方向において弾性的で柔軟性がある。次いで、接触要素７０１Ａは導電性基板１０２の裏側と電気接触する。物理的に適合可能な接触手段７０１の一部である、接触要素７０１Ａは、例えば図７Ａおよび７Ｂに記載されるように、相互接続構造７０１Ｂを介して他の同様の接触要素７０１Ａと並列に電気的に接続される。次いで、接触要素７０１Ａは、いくらか圧縮され、導電性基板１０２の裏側の絶縁層１０３Ａと物理的に接触する。
【００６５】
図９を参照すると、基板ホルダー１０１、および物理的に適合可能な接触手段９０１の前側の別の例示的な実施形態が例示される。物理的に適合可能な接触手段９０１は、ここで、導電性弾性管の形態で、個々の接触要素９０１Ａを有する星形のパターンで配置され、相互接続構造９０１Ｂに接続される。管は、例えば、導電性ゴムから製造されてもよい。相互接続構造９０１Ｂおよび接触要素９０１Ａのパターンはまた、同心円または同心円と星の組み合せとして設計されてもよい。導電性基板１０２の十分な部分を覆うことができる任意の形状は本発明の範囲内である。この実施形態において、接触要素９０１Ａは、基板ホルダー１０１の中心において相互接続構造９０１Ｂを介して共通の電位ノード９０２に互いに並列に電気的に接続される。次いで、図１と共に記載されるように、ノード９０２は、ピストン１１０（図示せず）を介して少なくとも１つの外部電源（図示せず）に接続される。その長さに沿って、互いから電気的に絶縁される、より短い接触セグメント（図示せず）に接触要素９０１Ａを分割することも同様に可能である。次いで、異なる電位を導電性基板１０２の異なる部分に印加するために、接触セグメントは、個々に、または少なくとも２つの接触セグメントの群で、異なる電位に接続されてもよい。これにより、導電性基板における電圧分布が改良され得、導電性基板上に電気めっき材料のより均一な速度を生じ得る。より均一なめっき速度により、特定の領域を過充填せずに導電性基板１０２のくぼみ部で材料を十分にめっきすることが可能となる。導電性基板が、マスター電極として使用され、後の電気化学パターン複製（ＥＣＰＲ）プロセスにおいて標的ウェア基板と接触する場合、過充填を回避することは重要である。なぜなら、過充填された材料は、前記標的基板でマスター電極を短絡するからであり、ＥＣＰＲプロセスを実施することができない。高速が所望される場合、これは特に重要である。このような場合、異なる電位を異なるセグメントに提供するために、ピストン１１０を介して複数の導体を少なくとも１つの外部電源に導くことは必要であり得る。通常、異なる電位を導電性基板１０２の異なる部分に印加する場合、同心の等電位円において電圧を印加するために、中心から特定の半径方向において、特定のレベルで、接触セグメントの電位を維持することが好ましい。
【００６６】
図１０Ａおよび１０Ｂは、物理的に適合可能な接触手段９０１の柔軟性を示す。
【００６７】
図１０Ａを参照すると、一実施形態による、接触要素９０１Ａの１つの詳細な図が示される。接触要素９０１Ａの示した例示的な実施形態は、導電性であってもよいか、またはその表面が導電性の軟質フィルム１００１でコーティングされてもよい、比較的軟質の管状の材料から製造される。接触要素９０１Ａの内側１００２は、中空であっても、または別の軟質材料で充填されてもよい。図１０Ａは、接触要素９０１Ａが、導電性基板１０２の裏側といかに電気接触するかを示す。物理的に適合可能な接触手段９０１の部分である、接触要素９０１Ａは、相互接続構造７０１Ｂを介して他の同様の接触要素９０１Ａと並列に電気的に接続される。
【００６８】
図１０Ｂを参照すると、導電性基板１０２の裏側の絶縁層１０３Ａとの物理的接触を生じる、いくらか圧縮された接触要素９０１Ａが示される。
【００６９】
接触要素９０１Ａは、別の実施形態において、導電性材料のスプリングであってもよい。スプリングは、図９に示されるように星形で配置されてもよいが、同心円として、または２つの組み合わせとして配置されてもよい。図９、１０Ａおよび１０Ｂにおける装置の任意の他の特徴もまた、前記スプリングに適用される。
【００７０】
図１１Ａを参照すると、物理的に適合可能な接触手段１１０１の例示的な実施形態の別の図が示される。接触要素１１０１Ａは、必要とされる場合、外部ポンプユニットまたは他の空気圧式アクチュエータ（図示せず）などのアクチュエータによって膨張または収縮され得る微小ベローズ１１０２Ａを備える。ベローズ１１０２Ａは、例えば、基板が基板ホルダー１０１内に負荷される場合、収縮され、次いで、接触領域２０３において電気接触を確立するために膨張される。空気路１１０３が基板ホルダー１０１に設けられ、ピストン１１０（図示せず）におけるエアダクトによって、少なくとも１つのバルブ１１０４を介して外部の空気圧式アクチュエータに接続される。
【００７１】
過圧または真空が、別の実施形態において、取り外し可能なコネクタを介して空気路に提供されてもよい。この場合、逆止め弁が、真空または圧力を維持するために使用されてもよい。
【００７２】
図に示されるように、接触要素１１０１Ａは相互接続構造１１０１Ｂを介して並列に接続される。上記の図７〜１０と共に記載されるように、接触要素１１０１Ａはまた、異なる電圧を異なる接触要素１１０１Ａまたは接触要素１１０１Ａの異なる群に印加できるように、個々に、または群で接続されてもよい。
【００７３】
ベローズの代わりに、リニアモーター、ステッピング・モーター、または回転モーターによって作動される部材に接触要素１１０１Ａを取り付けることも同様に可能である。
【００７４】
図１１Ｂを参照すると、物理的に適合可能な接触手段１１０１の例示的な実施形態の別の詳細な図が例示される。ここで、接触要素１１０１Ａは、弾性スプリング１１０２Ｂに取り付けられる。弾性スプリング１１０２Ｂは、機械的にストレスを受けていない状態において、基板１０２が基板ホルダー１０１に負荷される場合、接触要素１１０１Ａが接触領域２０３に到達し得るように十分に伸びる。図に示されるように、接触要素１１０１Ａは、相互接続構造１１０１Ｂを介して並列に接続される。上記の図７〜１０と共に記載されるように、接触要素１１０１Ａはまた、異なる電圧を異なる接触要素１１０１Ａまたは接触要素１１０１Ａの異なる群に印加できるように、個々に、または群で、接続されてもよい。
【００７５】
図１２Ａおよび１２Ｂを参照すると、物理的に適合可能な接触手段１２０１の別の例示的な実施形態が例示される。接触要素１２０１Ａは、基板ホルダー１０１（図示せず）に結合される、比較的軟質の柔軟性のある弾性層１２０２に取り付けられる。従って、弾性層１２０２は接触要素１２０１Ａに近接して配置され、接触要素１２０１Ａは、弾性層１２０２から遠位に配置される。基板１０２が基板ホルダー１０１（図示せず）に負荷される場合、柔軟性のある弾性層は接触要素１２０１Ａからの圧力に従って適合する。裏側の絶縁層１０３Ａと接触する接触要素１２０１Ａは、図１２Ｂに示されるように、柔軟性のある弾性層１２０２に押し込まれる。他の接触要素１２０１Ａはキャビティに到達し、接触領域２０３と接触する。
【００７６】
接触要素１２０１Ａは、共通の電圧に並列に接続されてもよく、または個々に、もしくは少なくとも２つの接触要素１２０１Ａの群に、柔軟性の弾性層１２０２を介して、相互接続構造（図示せず）によって、少なくとも１つの外部電圧源（図示せず）に接続されてもよい。
【００７７】
一実施形態において、軟質導電性フィルム１２０３が、接触要素１２０１Ａと導電性基板１０２との間、すなわち接触要素１２０１Ａの遠位に配置されてもよい。軟質導電性フィルム１２０３は、次いで、接触要素１２０１Ａと導電性基板１０２との間のインターフェースとして作用する。異なる電圧が導電性基板１０２の異なる部分に必要とされる場合、導電性フィルムは、互いから電気的に絶縁される同心円に分割されることを必要とし得る。
【００７８】
図１３Ａおよび１３Ｂを参照すると、物理的に適合可能な接触手段１３０１の別の例示的な実施形態が示される。剛性の導電層１３０２が基板ホルダー１０１（図示せず）に適用され、電気的に接続される。接触要素１３０１Ａは、突起構造１３０３を備える導電性箔として形成される。この構造は、例えば、柔軟性の弾性点状突起部または細長い波形であってもよい。そのような柔軟性の突起構造は、例えば、切断、波形づけ、レーザー加工、打ち抜き、ウォータージェット加工、または箔上の所望の構造を粉砕することによって導電性箔において製造され得る。突起部は成形プロセスによって直接作製されるか、または後の工程において、成形部分が変形／曲げられて、平らな箔から突起されるかのいずれかである。
【００７９】
接触要素１３０１Ａが、基板ホルダー１０１（図示せず）に負荷される基板１０２に対して押し付けられる場合、裏側の絶縁層１０３Ａと物理的に接触する突起部１３０３は、弾性的に変形されて、他の突起部１３０３がキャビティに到達し、接触領域２０３と電気接触を確立することを可能にする。
【００８０】
異なる電圧が導電性基板１０２の異なる部分に必要とされる場合、剛性の導電層１３０２および接触要素１３０１Ａの両方は、互いから電気的に絶縁される同心円に分割されてもよい。得られた接触要素１３０１は、次いで、共通の電圧に並列に接続されてもよいか、または個々に、もしくは少なくとも２つの接触要素１３０１Ａの群で、剛性の導電層１３０２を介して、相互接続構造（図示せず）によって、少なくとも１つの外部電源（図示せず）に接続されてもよい。
【００８１】
図１４Ａおよび１４Ｂを参照すると、物理的に適合可能な接触手段１４０１の別の例示的な実施形態が示される。比較的軟質の弾性層１４０２が基板ホルダー１０１（図示せず）に適用される。接触要素１４０１Ａは、平らで柔軟性の導電性箔として形成され、前記弾性層１４０２の遠位に適用される。弾性層１４０２が基板ホルダー１０１によって導電性基板１０２に対して押し付けられる場合、弾性層１４０２は弾性的に変形して、裏側の絶縁層１０３Ａによって形成されるキャビティに到達し、それによって、また、柔軟性の接触要素１４０１Ａを押し付けて、導電性基板１０２と電気接触する。
【００８２】
相互接続構造（図示せず）は、基板ホルダー１０１に配置され、弾性層１４０２を介して接触要素１４０１Ａに接続されてもよい。
【００８３】
異なる電圧が導電性基板１０２の異なる部分に必要とされる場合、接触要素１４０１Ａは、互いから電気的に絶縁される同心円に分割されてもよい。次いで、得られた接触要素１４０１Ａは、共通の電圧に並列に接続されてもよいか、または個々に、もしくは少なくとも２つの接触要素１４０１Ａの群で、弾性層１４０２を介して、相互接続構造（図示せず）によって、少なくとも１つの外部電源（図示せず）に接続されてもよい。
【００８４】
ここで、図１５Ａおよび１５Ｂを参照すると、物理的に適合可能な接触手段１５０１の別の例示的な実施形態が示される。接触要素１５０１Ａは、ｏ−リング、リップシールまたは接合シールなどの気密シールによって、あるいは締め付けリングなどの機械的固定を用いて周辺に沿って基板ホルダー１０１に固定される薄い導電性箔である。過圧が、基板ホルダー１０１における、すなわち前記接触要素１５０１Ａに近接するノズル（図示せず）を介して接触要素１５０１Ａと基板ホルダー１０１との間に囲まれる容積で確立されてもよい。加圧された接触要素１５０１Ａと共に、基板ホルダー１０１が、導電性基板１０２に対して後で押し付けられる場合、接触要素１５０１Ａは変形されて、裏側の絶縁層１０３Ａによって形成されるキャビティに到達し、それによって、導電性基板１０２との電気接触を確立する。
【００８５】
ここで、図１５Ｃおよび１５Ｄを参照すると、図１５Ａおよび１５Ｂに示される装置の代替の実施形態が例示される。ここで、接触要素は、互いから電気的に絶縁される同心円に分割される。得られた接触要素１５０１Ａは、次いで、共通の電圧に並列に接続されてもよいか、または個々に、もしくは少なくとも２つの接触要素１５０１Ａの群で、基板ホルダー１０１を介して、相互接続構造（図示せず）によって、少なくとも１つの外部電源（図示せず）に接続されてもよい。例えば、種々の電圧または電流を異なる接触要素の個々または群に接続する。接触要素１５０１Ａと基板ホルダー１０１との間の囲まれる容積の外側に低圧を提供するために、トレンチ１５０３が円弧の間に形成されてもよく、バルブ１５０２がトレンチに配置されてもよい。そのような低圧は、上記の過圧に加えてでもよい。低圧の目的は接触要素１５０１Ａの表面適合性を改良することである。接触部分７０１Ａ、９０１Ａ、１００１、１１０１Ａ、１２０１Ａ、１２０３、１３０１Ａ、１４０１Ａおよび１５０１Ａは、高い導電性の耐久性のある、比較的柔軟性の材料から製造されてもよく、それらは、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉもしくは鋼またはそれらの金属合金から選択される金属などの化学物質および腐食に抵抗性がある。それらはまた、金属層でコーティングされてもよいか、または金属層でコーティングされる絶縁材料から製造されてもよい。コーティングは、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ａｕまたは混合導電性酸化物などの耐久性があり、化学的に抵抗性のある材料から選択されてもよい。
【００８６】
相互接続構造７０１Ｂ、９０１Ｂ、１１０１Ｂならびに図１２、１３、１４および１５の任意の相互接続構造（図示せず）には、１つの外部電位のみを用いている間に導電性基板１０２の異なる部分に印加される異なる電圧を制御するために、レジスタ、特に可変抵抗器、および抵抗計、または適切と考えられる任意の他の手段が設けられてもよい。可変抵抗器の制御および測定された値のディスプレイは、図１の外部ユニット１１２に接続される。
【００８７】
相互接続構造７０１Ｂ、９０１Ｂ、１１０１Ｂならびに図１２、１３、１４および１５の任意の相互接続構造（図示せず）もまた、接触手段の異なる部分の電気接続または切断を可能にするためにスイッチが設けられてもよい。
【００８８】
前記少なくとも１つの外部電源または電圧源は、異なる電位および／または電流を、異なる個々の接触手段または接触手段の群に供給、および／または制御するための複数のチャネルを有してもよい。
【００８９】
本発明の任意の実施形態において、さらなる絶縁層またはフィルムを導入することも可能であり、それらは、基板ホルダー１０１と導電性基板１０２との間にパターン形成されてもよい。そのような絶縁層またはフィルムの目的は、必要とされる裏側の絶縁層１０３Ａに対して変更されるべき特定の曝露された接触領域２０３を覆うことである。前記絶縁層は、異なる前側または裏側の絶縁パターンまたは導電性材料を有する異なる導電性基板に関してなどの異なる適用のために曝露された接触領域２０３の形状またはサイズを容易に変更するために、容易に除去可能であるか、または交換可能であってもよい。
【００９０】
図７〜１５に開示される実施形態は、図１および３〜６ならびに上記に関して本明細書に開示される、エアダクトおよびノズル３０８を備えてもよい。異なる層が空気および／または窒素などの他のガスに透過性である場合、そのようなエアダクトおよびノズルは、図１２〜１５に開示される層の後ろに配置されてもよい。図１２〜１５に開示される層が、空気および／または窒素などの他のガスに透過性でない場合、異なる層に、基板ホルダー１０１の前面におけるノズル３０８に対応する、層を貫通する局所的に位置するチャネルが設けられてもよく、それによって、圧力または低圧がさらに、図１〜６と共に記載される他の実施形態に従って内部空間３０６に設けられてもよい。
【００９１】
同じように、図７〜１５に開示される実施形態は、図５ならびに上記に関連して本明細書に開示される、圧力アクチュエータ５０２Ａおよび５０２Ｂを備えてもよい。そのような圧力アクチュエータ５０２Ａおよび５０２Ｂは、次いで、図１２〜１５に開示される層を貫通するチャネルに延びてもよく、それによって、アクチュエータはさらに、図５と共に記載される他の実施形態に従って、基板１０２を把持することができる。
【００９２】
本発明の実施形態による基板ホルダーは、マスター電極、すなわち、導電性基板の形態の電極の製造および準備に使用されてもよく、その上で絶縁層がキャビティのパターンを形成し、そのキャビティにおいて基板の導電性面が曝露される。マスター電極の準備の間、基板ホルダーは基板を電解質に浸漬し、金属は、基板の前側のキャビティ内で電気めっきにより堆積されるが、電解質からの裏側の密封を維持する。後の電気化学パターン複製（ＥＣＰＲ）プロセスにおいて、基板は、電子部品、導波管などを製造するためにマスター電極として使用される。
【００９３】
本発明による基板ホルダーは、電気接触手段が、基板の任意のパターン配置に物理的に適合することを可能にすることによって、および基板の異なる部分に印加される電圧の正確な制御を可能にすることによって、堆積プロセスより制御を非常に改良する。
【００９４】
本発明は特定の例示的な実施形態を参照して記載されているが、本明細書に記載される特定の形態に限定されない。むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲のみに限定され、上記以外の他の実施形態も、それらの添付の特許請求の範囲内で同様に可能である。
【００９５】
特許請求の範囲において、用語「備える（含む）／備えている（含んでいる）」は、他の要素または工程の存在を排除しない。さらに、個々に記載されるが、複数の手段、要素または方法の工程は、例えば単一のユニットまたはプロセッサによって実施されてもよい。さらに、個々の特徴が異なる請求項に含まれ得るが、それらは、可能な場合には有利に組み合わされてもよく、異なる請求項の包含は、特徴の組み合わせが実行可能でない、および／または有利でないことを示さない。さらに、単数形の参照は複数形を排除しない。用語「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「第１の」、「第２の」などは、複数形を排除しない。請求項における引用符号は明確な例としてのみ提供され、特許請求の範囲の限定と決して解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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